(57)【要約】【課題】肌の表面状態をコントラスト良く鮮明に撮像できるようにした肌観察装置を提供する。【解決手段】この肌観察装置１の撮像照明ユニットおいて、第１及び第２の光源１６，１７は、ＬＥＤ２０，２２による十文字対向配列といった特殊な配列が採用されている。これによって、肌の表面状態をコントラスト良く鮮明に撮像することが実験によって確かめられている。さらに、第１及び第２の光源１６，１７は、少ない数のＬＥＤで最大限の効果を発揮しているので、照明の消費電力を抑えることができ、その結果として、このような光源の採用は、肌観察装置をバッテリー駆動可能な携帯用にする場合に極めて有効である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に向けて光を照射する照明部と、
前記被写体からの反射光を受光して前記被写体を撮像する撮像素子と、
前記照明部と前記撮像素子との間に配置され、前記被写体からの反射光を前記撮像素子に集光させる結像光学部とを備え、
前記照明部は、
前記結像光学部側に配置された第１の光源と、
前記被写体側に配置された第２の光源と、
前記第１の光源と前記第２の光源との間に配置されて、前記第１の光源からの光を透過させ、前記被写体からの反射光を透過させる第１の偏光フィルタと、
前記第２の光源の前方に配置されて、前記第２の光源からの光を透過させ、前記被写体からの反射光が通過する開口部をもった第２の偏光フィルタとを有し、
前記第１及び第２の光源は、前記結像光学部を通って前記被写体と前記撮像素子とを結ぶ撮像軸線を中心とした円周上で等間隔に配置されたＬＥＤによって構成されていることを特徴とする肌観察装置。
【請求項２】
前記第２の光源から出射して前記被写体に照射される光は、シアン系の白色光であることを特徴とする請求項１記載の肌観察装置。
【請求項３】
前記照明部には、前記第２の光源と同一平面上に配列されたＬＥＤからなる第３の光源を更に有し、この第３の光源は、前記第２の光源よりも外方に位置すると共に、前記撮像軸線を中心とした円周上で等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１記載の肌観察装置。
【請求項４】
前記第３の光源から出射して前記被写体に照射される光は、シアン系の白色光であることを特徴とする請求項３記載の肌観察装置。
【請求項５】
前記第１の光源は、その光軸線が前記撮像軸線に対して１６．５±３°になるように第１の回路基板上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の肌観察装置。
【請求項６】
前記第２の光源は、その光軸線が前記撮像軸線に対して２７±３°になるように第２の回路基板上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の肌観察装置。
【請求項７】
前記第３の光源は、その光軸線が前記撮像軸線に対して３２±３°になるように第２の回路基板上に配置されていることを特徴とする請求項３記載の肌観察装置。
【請求項８】
前記照明部、前記撮像素子及び前記結像光学部を収容する筐体内には、撮像結果を表示するモニターと、このモニター、前記照明部及び前記撮像素子に電力を供給するバッテリーとが設けられていることを特徴とする請求項１記載の肌観察装置。
【請求項９】
前記照明部と前記結像光学部との間には、前記撮像軸線を９０度曲げるためのミラーが配置されていることを特徴とする請求項１又は３記載の肌観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肌の表面を拡大して撮像するために利用される肌観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開平１０−３３３０５７号公報がある。この公報に記載されたＣＣＤマイクロスコープ（肌観察装置）は、肌荒れの状態を観察する装置であり、鏡筒の先端を肌表面に押し付け、肌で反射した光は結像光学系を通ってＣＣＤ素子で撮像される。さらに、このＣＣＤマイクロスコープの照明部は、環状に配列されたＬＥＤの点灯切り替えを可能にし、シミやクスミなどを観察するために偏光フィルタを通る光と、肌表面の荒れなどを観察するために偏光フィルタを通らない光とを作り出している。
【特許文献１】特開２００４−１８７２４８号公報
【特許文献２】特開２００２−０１４２８９号公報
【特許文献３】特開２００２−１５９４４８号公報
【特許文献４】特開２００２−２４４０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来の肌観察装置の照明部は、多数のＬＥＤを環状に配列したものであり、これによって、照明の様々な切り替えを可能にしているが、肌の表面には毛穴や複雑なシワが存在するので、単に照明光を所定方向から肌に当てただけでは肌の表面状態をコントラスト良く鮮明に撮像し難いという問題点があった。
【０００４】
本発明は、特に、肌の表面状態をコントラスト良く鮮明に撮像できるようにした肌観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る肌観察装置は、被写体に向けて光を照射する照明部と、被写体からの反射光を受光して被写体を撮像する撮像素子と、照明部と撮像素子との間に配置され、被写体からの反射光を撮像素子に集光させる結像光学部とを備え、照明部は、結像光学部側に配置された第１の光源と、被写体側に配置された第２の光源と、第１の光源と第２の光源との間に配置されて、第１の光源からの光を透過させ、被写体からの反射光を透過させる第１の偏光フィルタと、第２の光源の前方に配置されて、第２の光源からの光を透過させ、被写体からの反射光が通過する開口部をもった第２の偏光フィルタとを有し、第１及び第２の光源は、結像光学部を通って被写体と撮像素子とを結ぶ撮像軸線を中心とした円周上で等間隔に配置されたＬＥＤによって構成されていることを特徴とする。
【０００６】
この肌観察装置において、第１の光源から出射された光は、第１の偏光フィルタを通った後、被写体に照射され、被写体で反射した光は第１の偏光フィルタを通って撮像素子に入射する。このような第１の光源は、肌表面観察用の光源として利用される。また、第２の光源から出射された光は、第２の偏光フィルタを通った後、被写体に照射され、被写体で反射した光は第２の偏光フィルタの開口部及び第１の偏光フィルタを通って撮像素子に入射する。このような第２の光源は、シミ観察用の光源として利用される。このような肌観察装置において、照明部の第１及び第２の光源は、結像光学部を通って被写体と撮像素子とを結ぶ撮像軸線を中心とした円周上で等間隔に配置されたＬＥＤによって構成されている。これによって、肌の表面状態をコントラスト良く鮮明に撮像することが実験によって確かめられている。さらに、第１及び第２の光源は、少ない数のＬＥＤで最大限の効果を発揮しているので、照明の消費電力を抑えることができ、その結果として、このような光源の採用は、肌観察装置をバッテリー駆動可能な携帯用にする場合に極めて有効である。例えば、第１及び第２の光源は、ＬＥＤによる正三角配列又は十文字対向配列といった特殊な配列が採用される。
【０００７】
また、第２の光源から出射して被写体に照射される光は、シアン系の白色光であると好適である。褐色系のシミと補色関係にあるのがシアン系であるので、第２の光源によるシミ観察にあたって、シアン系白色光が肌に照射されると、シミをより黒く浮き立たせることができ、シミをコントラスト良く観察することができる。
【０００８】
また、照明部には、第２の光源と同一平面上に配列されたＬＥＤからなる第３の光源を更に有し、この第３の光源は、第２の光源よりも外方に位置すると共に、撮像軸線を中心とした円周上で等間隔に配置されていると好適である。この第３の光源は、シミ観察用として利用されるが、第２の光源よりも外方に配置され、第２の光源と異なる角度で光を出射しているので、肌の深層部のシミ観察に効果的である。
【０００９】
また、第３の光源から出射して被写体に照射される光は、シアン系の白色光であると好適である。褐色系のシミと補色関係にあるのがシアン系であるので、第３の光源によるシミ観察にあたって、シアン系白色光が肌に照射されると、シミをより黒く浮き立たせることができ、シミをコントラスト良く観察することができる。
【００１０】
また、第１の光源は、その光軸線が撮像軸線に対して１６．５±３°になるように第１の回路基板上に配置されていると好適である。このような角度は、第１の光源によって肌表面の状態（毛穴や複雑なシワ、肌荒れ）の観察に最適であることが実験により確かめられている。
【００１１】
また、第２の光源は、その光軸線が撮像軸線に対して２７±３°になるように第２の回路基板上に配置されていると好適である。このような角度は、第２の光源によって肌の浅いシミの観察に最適であることが実験により確かめられている。
【００１２】
また、第３の光源は、その光軸線が撮像軸線に対して３２±３°になるように第２の回路基板上に配置されていると好適である。このような角度は、第３の光源によって肌の深いシミの観察に最適であることが実験により確かめられている。深いシミは、肉眼では確認し難いのが現状である。
【００１３】
また、照明部、撮像素子及び結像光学部を収容する筐体内には、撮像結果を表示するモニターと、このモニター、照明部及び撮像素子に電力を供給するバッテリーとが設けられていると好適である。モニター及びバッテリーを搭載することで、ハンディタイプの肌観察装置を可能にする。
【００１４】
また、照明部と結像光学部との間には、撮像軸線を９０度曲げるためのミラーが配置されていると好適である。このような構成によって、装置の薄型化を可能にし、携帯性やコンパクト化の促進を図る上で極めて有用である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、肌の表面状態をコントラスト良く鮮明に撮像できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る肌観察装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１〜図３に示すように、肌観察装置１は、ハンディタイプであり、取り扱い性に配慮して約２０度の角度で折り曲げられた樹脂製の筐体２を有し、この筐体２の内部には、撮像照明ユニットＵが設けられ、筐体２の前側下部には、肌など弾性のある被写体Ｓに密着させるため円錐台形状のキャップ部３が設けられている。このキャップ部３は、ネジ４によって筐体本体５に固定され、キャップ部３の先端には、円形の観察孔３ａが形成されている。
【００１８】
さらに、筐体２の前側上部には、ハンディタイプを考慮してモニター６が設けられており、このモニター６は、動画表示が可能であるが、ボタンＢ１によって一時静止画をも可能にし、撮像結果が表示される。そして、キャップ部３の先端部分を被写体Ｓに押し当てることで、この観察孔３ａを介して肌Ｓの状態が撮像照明ユニットＵにより撮像され、肌の状態はモニター６に写し出される。
【００１９】
なお、筐体２の内部には、撮像照明ユニットＵ及びモニター６を駆動させるための回路基板７と、回路基板７を介して撮像照明ユニットＵ及びモニター６に電力を供給するためのバッテリー８とが収容されている。このバッテリー８は外部充電が可能であり、これによって、充電式の肌観察装置１を可能にし、ハンディタイプを実現している。
【００２０】
図４及び図５に示すように、撮像照明ユニットＵは、被写体Ｓに向けて光を照射する照明部１０と、被写体Ｓからの反射光を受光して被写体Ｓを撮像するＣＭＯＳイメージセンサ（撮像素子）１１と、照明部１０とＣＭＯＳイメージセンサ１１との間に配置されて、被写体Ｓからの反射光をＣＭＯＳイメージセンサ１１に集光させるためのレンズ群をもった結像光学部１２と、撮像軸線Ｌを９０度曲げて装置１の薄型化を可能にし且つ携帯性やコンパクト化の促進を図ることができるミラー１３と、をハウジングＨ（図２の二点鎖線参照）内に一体的に備えている。
【００２１】
照明部１０は、結像光学部１２側に配置された第１の光源１６と、被写体Ｓ側に配置された第２の光源１７と、第１の光源１６と第２の光源１７との間に配置されて、第１の光源１６からの光を透過させ、被写体Ｓからの反射光を透過させる第１の偏光フィルタ１８と、第２の光源１７の前方に配置されて、第２の光源１７からの光を透過させ、被写体Ｓからの反射光が通過する開口部１９ａをもった第２の偏光フィルタ１９とを有している。
【００２２】
図４、図５及び図８に示すように、第１の光源１６は４個の白色ＬＥＤ２０からなり、各ＬＥＤ２０は、ハウジングＨに固定された照明点灯用回路基板２１上で配列され、この回路基板２１の中央には開口部２１ａが形成されている。さらに、ＬＥＤ２０は、結像光学部１２を通って被写体ＳとＣＭＯＳイメージセンサ１１とを結ぶ撮像軸線Ｌを中心とした円周上で等間隔に配置されている。すなわち、第１の光源１６には、ＬＥＤによる十文字対向配列といった特殊な配列が採用されている。そして、各ＬＥＤ２０からの光は、被写体Ｓに向けて出射させられている。
【００２３】
図４、図５及び図９に示すように、第２の光源１７は４個の白色ＬＥＤ２２からなり、各ＬＥＤ２２は、ハウジングＨに固定された照明点灯用回路基板２３上で配列され、この回路基板２３の中央には開口部２３ａが形成されている。さらに、ＬＥＤ２２は、撮像軸線Ｌを中心とした円周上で等間隔に配置されている。すなわち、第２の光源１７には、第１の光源１６と同様に、ＬＥＤによる十文字対向配列といった特殊な配列が採用されている。そして、各ＬＥＤ２２からの光は、被写体Ｓに向けて出射させられている。
【００２４】
同様に、第３の光源３１は４個の白色ＬＥＤ３２からなり、各ＬＥＤ３２は、ハウジングＨに固定された照明点灯用回路基板２３上で配列され、第２の光源１７よりも外方に配置されている。さらに、第２の光源１７のＬＥＤ２２と第３の光源３１のＬＥＤ３２とは交互に配置され、ＬＥＤ３２は、第２の光源１７と同一平面上において撮像軸線Ｌを中心とした円周上で等間隔に配置されている。すなわち、第３の光源３１には、第１及び第２の光源１６，１７と同様に、ＬＥＤによる十文字対向配列といった特殊な配列が採用されている。そして、各ＬＥＤ３２からの光は、被写体Ｓに向けて出射させられている。
【００２５】
図５及び図８に示すように、第１の偏光フィルタ１８は、撮像軸線Ｌに直交して開口部２３ａを塞ぐように配置されると共に、Ｐ波（縦波）を偏光するためのフィルタである。従って、第１の光源１６から出射した光は、第１の偏光フィルタ１８及び開口部２３ａを通って被写体Ｓを照らすことになる。この第１の偏光フィルタ１８は、肌表面の乱反射をカットするためのフィルタであり、被写体Ｓで反射した光は、第１の偏光フィルタ１８を通ってＣＭＯＳイメージセンサ１１で撮像される。このように第１の偏光フィルタ１８のみが撮像に利用されると、第１の光源１６による肌表面の状態（例えば、キメ、毛穴、肌荒れ）の観察を可能にする。
【００２６】
また、図５及び図９に示すように、第２の偏光フィルタ１９は、撮像軸線Ｌに直交して第２及び第３の光源１７，３１の前方で近接配置されると共に、Ｓ波（横波）を偏光するためのフィルタである。従って、第２及び第３の光源１７，３１から出射した光は、第２の偏光フィルタ１９を通って被写体Ｓを照らすことになる。この第２の偏光フィルタ１９は、肌のシミ観察に利用されるフィルタであり、被写体Ｓで反射した光は、第２の偏光フィルタ１９の開口部１９ａ及び第１の偏光フィルタ１８を通ってＣＭＯＳイメージセンサ１１で撮像される。このように第１及び第２の偏光フィルタ１８，１９が撮像に利用されると、第２及び第３の光源１７，３１によるシミの観察を可能にする。
【００２７】
さらに、第１〜第３の光源１６，１７，３１は、ＬＥＤによる十文字対向配列といった特殊な配列が採用されている。これによって、肌の表面状態をコントラスト良く鮮明に撮像することが実験によって確かめられている。さらに、第１〜第３の光源１６，１７，３１は、少ない数のＬＥＤで最大限の効果を発揮しているので、照明の消費電力を抑えることができ、肌観察装置１をバッテリー駆動可能な携帯用にする場合に極めて有効な方策である。
【００２８】
図５〜図７に示すように、第１の光源１６の白色ＬＥＤ２０は、その光軸線Ｐ１が撮像軸線Ｌに対して角度α（１６．５±３°）になるように第１の回路基板２１上に配置されている。このような角度は、第１の光源１６によって肌表面の毛穴、複雑なシワ、肌荒れなどの観察に最適であることが実験により確かめられている。
【００２９】
また、第２の光源１７の白色ＬＥＤ２２は、その光軸線Ｐ２が撮像軸線Ｌに対して角度β（２７±３°）になるように第２の回路基板２３上に配置されている。このような角度は、第２の光源１７によって肌の浅いシミＡ（図２参照）の観察に最適であることが実験により確かめられている。
【００３０】
また、第３の光源３１の白色ＬＥＤ３２は、その光軸線Ｐ３が撮像軸線Ｌに対して角度γ（３２±３°）になるように第２の回路基板２３上に配置されている。このような角度は、第３の光源３１によって肌の深層部のシミＢ（図２参照）の観察に最適であることが実験により確かめられた。深いシミＢは、肉眼では確認し難いのが現状である。
【００３１】
なお、光軸線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、キャップ部３の先端を含む観察基準平面Ｒと撮像軸線Ｌとの交点Ｏを通るように延在する。
【００３２】
ここで、本発明に係る肌観察装置１と従来の肌観察装置（図示せず）とを対比して説明する。なお、従来の肌観察装置には、環状に配列した１６個のＬＥＤが設けられている。
【００３３】
図１０に従来の装置で観察した肌表面を示し、図１１に本発明の装置で観察した肌表面を示すが、第１の光源１６を利用した本発明に係る肌観察装置１では、肌のシワのコントラストがよりはっきり出て、非常に観察し易いのが判る。
【００３４】
図１２に示すように、従来の装置で肌のシミを観察した場合、肌表面にテカリが残り、肌のシワの状態が鮮明に浮き出て、シミ（破線で囲まれた部分）が観察し難い。これに対して、図１３に示すように、第２光源１７を利用した本発明に係る肌観察装置１では、肌表面のテカリが殆どなく、浅いシミ（破線で囲まれた部分）が観察し易いのが判る。
【００３５】
図１４に示すように、第３光源３１を利用した本発明に係る肌観察装置１では、肌表面のテカリが殆どなく、深いシミ（破線で囲まれた部分）が浮き出て見えるので、観察し易いのが判る。
【００３６】
本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、図１５に示すように、第１〜第３の光源１６，１７，３１において、３個の白色ＬＥＤ４０を正三角配列にしても、同様の効果を奏する。また、ボタンＢ２（図１参照）は、ロータリスイッチになっており、ボタンＢ２によって第１〜第３の光源１６，１７，３１を、必要に応じて切り替え点灯することができる。ＬＥＤ２０，２２，３２，４０は、面実装タイプのＬＥＤであるが、リードタイプのＬＥＤであってもよい。また、第１の偏光フィルタ１８にＳ波（横波）用のフィルタを利用し、第２の偏光フィルタ１９にＰ波（縦波）用のフィルタを利用してもよい。また、モニター６は、カラーであっても白黒であってもよい。
【００３７】
また、第２の光源１７から出射して肌Ｓに照射される光は、シアン系の白色光であると好適である。このシアン系の白色光を作り出す具体例として、第２の光源１７の４個のＬＥＤうち２個をシアン系のＬＥＤにし、残りの２個を白色ＬＥＤにする。そして、４個全てのＬＥＤを同時点灯させることで、シアン系の白色光が作り出される。例えば、シアン系ＬＥＤとしては、ピーク波長が約４６５ｎｍのものが利用され、白色ＬＥＤとしては、青色光と黄色光とを混色させて白色光を作り出すＬＥＤが利用され、例えば、特開２００４−２５３３０９号公報に記載されているように、青色ＬＥＤの光をＹＡＧ（イットリウム  アルミニウム  ガーネット）蛍光体で黄色に波長変換し、４６０ｎｍ及び５６０ｎｍ付近にそれぞれピーク波長をもっているものが利用される。また、第３の光源３１も同様のＬＥＤが利用されると好適である。
【００３８】
褐色系のシミと補色関係にあるのがシアン系であるので、このようなＬＥＤ構成の第２の光源１７又は第３の光源３１によりシミ観察すると、シアン系白色光が肌Ｓに照射され、シミをより黒く浮き立たせることができ、シミをコントラスト良く観察することができる。
【００３９】
前述したシアン系の白色光を作り出す他の例として、第２の光源１７の４個全てのＬＥＤをシアン系の強い白色ＬＥＤにしてもよい。このＬＥＤは青っぽい白色の光を放っている。具体的に、この種のＬＥＤとしては、例えば、４３５．８ｎｍ（青）〜５４６．１ｎｍ（緑）間の発光強度が優れた白色ＬＥＤである。また、第３の光源３１も同様のＬＥＤが利用されると好適である。
【００４０】
なお、前述したＬＥＤの個数は、４個以上であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る肌観察装置の一実施形態を示す外観の斜視図である。
【図２】肌観察装置の縦断面図である。
【図３】肌観察装置の部分切欠き斜視図である。
【図４】肌観察装置に適用する撮像照明ユニットを示す分解斜視図である。
【図５】撮像照明ユニットの内部構造を示す断面図である。
【図６】撮像照明ユニットの内部構造を示す斜視図である。
【図７】撮像照明ユニットの内部構造を示す斜視図である。
【図８】第１の光源と第１の偏光フィルタとを示す平面図である。
【図９】第２及び第３の光源と第２の偏光フィルタとを示す平面図である。
【図１０】従来装置で肌表面のシワを観察した状態を示す写真である。
【図１１】第１の光源で肌表面のシワを観察した状態を示す写真である。
【図１２】従来装置で肌のシミを観察した状態を示す写真である。
【図１３】第２の光源で肌の浅いシミを観察した状態を示す写真である。
【図１４】第３の光源で肌の深いシミを観察した状態を示す写真である。
【図１５】本発明に係る肌観察装置に適用する光源の他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…肌観察装置、６…モニター、８…バッテリー、１０…照明部、１１…ＣＭＯＳイメージセンサ（撮像素子）、１２…結像光学部、１３…ミラー、１６…第１の光源、１７…第２の光源、１８…第１の偏光フィルタ、１９…第２の偏光フィルタ、１９ａ…開口部、２０，２２，３２…ＬＥＤ、２１，２３…回路基板、３１…第３の光源、Ｌ…撮像軸線、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…光軸線、Ｕ…撮像照明ユニット、Ｓ…被写体（肌）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006218291.tif 000013
【図１２】
2006218291.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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